PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 34 do IME 2023

Prova objetiva · Química

Considere o arcabouço parcial da Tabela Periódica representado abaixo.

Arcabouço parcial da Tabela Periódica contendo as colunas numeradas de 1 a 18 e os quatro primeiros períodos representados por células quadradas vazias

Seja um sal tal que:

I. seu ânion monoatômico apresenta a mesma distribuição eletrônica do gás nobre do 3º período;
II. seu produto de solubilidade (K_{PS}), quantificado em função da sua solubilidade molar (S), é dado por: K_{PS} = S \cdot (2S)^2;
III. o hidróxido de seu cátion monoatômico é uma base fraca; e
IV. seu cátion é oriundo de um metal com alta densidade.

O sal que melhor satisfaz essas características é:

  1. A
    \ce{CaF2}
  2. B
    \ce{CaCl2}
  3. C
    \ce{AgCl}
  4. D
    \ce{MgF2}
  5. E
    \ce{PbCl2}
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Vamos aplicar cada pista às alternativas.

I. O gás nobre do 3º período é o argônio (\ce{Ar}, 18 elétrons). O ânion monoatômico isoeletrônico com ele é o \ce{Cl-} (o \ce{F-} tem 10 elétrons, igual ao neônio). Isso elimina A e D.

II. K_{PS} = S\cdot(2S)^2 vale para um sal que libera 1 cátion e 2 ânions: \ce{MX2 -> M^{2+} + 2X-}. Assim, [M]=S e [X]=2S. Isso elimina o \ce{AgCl} (proporção 1:1, K_{PS}=S^2). Restam \ce{CaCl2} e \ce{PbCl2}.

III. O hidróxido do cátion deve ser base fraca. O \ce{Ca(OH)2} é hidróxido de metal alcalino-terroso, base forte (pouco solúvel, mas totalmente dissociada). O \ce{Pb(OH)2} é base fraca, pois o chumbo é metal do grupo 14, com hidróxido pouco dissociado e anfótero.

IV. Alta densidade: o chumbo (\approx 11{,}3\ \text{g/cm}^3) é um metal denso; o cálcio (\approx 1{,}5\ \text{g/cm}^3) é leve.

Só o \ce{PbCl2} satisfaz as quatro pistas.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO \ce{F-} é isoeletrônico do neônio, não do argônio, e o \ce{Ca(OH)2} é base forte.
  • BTem a estequiometria 1:2 e o ânion correto, mas o \ce{Ca(OH)2} é base forte e o cálcio é pouco denso.
  • CO \ce{AgCl} tem K_{PS}=S^2 (proporção 1:1), não S\cdot(2S)^2.
  • DO \ce{F-} tem a distribuição do neônio, e o magnésio é leve.

Assuntos: produto de solubilidade, tabela periódica, isoeletronicidade.

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Fonte: IME 2023 · Prova objetiva. Prova oficial ↗